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【題目】1831年10月28日，法拉第在一次會議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機．如圖所示為一圓盤發(fā)電機對小燈泡供電的示意圖，銅圓盤可繞豎直銅軸轉(zhuǎn)動，兩塊銅片C、D分別與圓盤的豎直軸和邊緣接觸．已知銅圓盤半徑為L，接入電路中的電阻為r，勻強磁場豎直向上，磁感應(yīng)強度為B，小燈泡電阻為R.不計摩擦阻力，當(dāng)銅圓盤以角速度ω沿順時針方向(俯視)勻速轉(zhuǎn)動時，求：

(1) 銅圓盤的銅軸與邊緣之間的感應(yīng)電動勢大小E；

(2) 流過小燈泡的電流方向，以及小燈泡兩端的電壓U；

(3) 維持圓盤勻速轉(zhuǎn)動的外力的功率P.

【答案】（1）BωL2（2）（3）

【解析】

(1) 由法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動勢：

圓盤半徑兩端的平均速度為：

由以上方程可得銅圓盤的銅軸與邊緣之間的感應(yīng)電動勢大�。�

(2) 由右手定則可得電流方向：由到；

由閉合電路歐姆定律可得電流為：

所以燈泡兩端的電壓為：

由以上方程解得：

(3) 由能量的轉(zhuǎn)化與守恒可知，維持圓盤勻速轉(zhuǎn)動的外力的功率等于電路消耗的總功率，即：

而電路中消耗的總功率為：

由以上方程解得：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，用電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源，向滑動變阻器R供電。改變變阻器R的阻值，路端電壓U與電流I均隨之變化。

（1）以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，在圖2中畫出變阻器阻值R變化過程中U-I圖像的示意圖，并說明U-I圖像與兩坐標(biāo)軸交點的物理意義。

（2）a．請在圖2畫好的U-I關(guān)系圖線上任取一點，畫出帶網(wǎng)格的圖形，以其面積表示此時電源的輸出功率；

b．請推導(dǎo)該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件。

（3）請寫出電源電動勢定義式，并結(jié)合能量守恒定律證明：電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢降落之和。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實驗裝置．他在氣墊導(dǎo)軌上B處安裝了一個光電門，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．

（1）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d= ______ mm．

（2）下列實驗要求不必要的是______ （填選項前字母）．

A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些

C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平

D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

（3）改變鉤碼的質(zhì)量，測出對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出______圖象（填“t-F”“t2-F”“-F”或“-F”），若增大滑塊的質(zhì)量，則該圖象的斜率將______（填“增大”“減小”或“不變”），若增大滑塊釋放處到光電門的距離，則該圖象的斜率將______（填“增大”“減小”或“不變”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別靜止在螺線管的左右兩側(cè)，現(xiàn)使滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動，則ab和cd棒的運動情況是(　　)

A.ab向左運動，cd向右運動

B.ab向右運動，cd向左運動

C.ab、cd都向右運動

D.ab、cd保持靜止

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t＝0和t＝0.20 s時的波形分別如圖中實線和虛線所示．已知該波的周期T>0.20 s．下列說法正確的是________．

A.波速為0.40 m/s

B.波長為0.08 m

C.x＝0.08 m的質(zhì)點在t＝0.70 s時位于波谷

D.x＝0.08 m的質(zhì)點在t＝0.12 s時位于波谷

E.若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?/span>0.80 m/s，則它在該介質(zhì)中的波長為0.32 m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一個電荷量為q的正點電荷位于電場中A點，受到的電場力為F，則A點的電場強度大小E=F/q，方向與F相同。若把該點電荷換為電荷量為2q的負(fù)點電荷，則A點的電場強度 　

A.大小仍為E，方向與原來相反

B.大小變?yōu)?/span>E/2，方向與原來相反

C.大小仍為E，方向與原來相同

D.大小變?yōu)?/span>E/2，方向與原來相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流的變化的特性圖線，曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線。曲線Ⅲ與直線Ⅰ、Ⅱ相交點的坐標(biāo)分別為、。如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接，則下列說法正確的是（　�。�

A. 電源1與電源2的內(nèi)阻之比是

B. 電源1與電源2的電動勢之比是

C. 在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是

D. 在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個燈泡、的電阻相等，電感線圈L的電阻可忽略，開關(guān)S從斷開狀態(tài)突然閉合，穩(wěn)定之后再斷開，下列說法正確的是( )

A.閉合開關(guān)之后立刻變亮、逐漸變亮，然后、逐漸變暗

B.閉合開關(guān)之后、同時變亮，然后逐漸變亮，逐漸變暗

C.斷開開關(guān)之后立即熄滅、逐漸變暗

D.斷開開關(guān)之后逐漸變暗，閃亮一下再熄滅

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某探究活動小組自主設(shè)計了實驗裝置來測量物體的帶電量．如圖所示的是一個外表面鍍有金屬膜的空心帶電小球，用絕緣絲線懸掛于O點，O點固定一個可測量絲線偏離豎直方向角度θ的量角器，M、N是兩塊相同的、正對著豎直平行放置的金屬板（金屬板間電場可看作勻強電場）．另外還要用到的器材有天平、刻度尺、電壓表、電流表（已知內(nèi)阻rA=1Ω）、開關(guān)、滑動變阻器R及導(dǎo)線若干．已知重力加速度為g．

（1）根據(jù)題意回答下列問題：實驗電路如甲圖已接好，在實驗中能夠準(zhǔn)確讀出多組相應(yīng)的電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I和絲線偏離豎直方向的角度θ；探究小組同學(xué)以電壓U為縱坐標(biāo)，以tan為橫坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系．通過繪制圖線得到一條傾斜直線（題中未畫出），得出斜率為k．為了求出小球所帶電荷量q，該小組同學(xué)還必須測量的物理量有_________、_________（寫出物理量名稱及其符號），則小球的帶電量q=_________（用題目中給出的和測量的物理量符號表示）；

（2）實驗探究過程中，有同學(xué)提出用此電路可以測電源電動勢和內(nèi)阻；通過改變滑動變阻器的位置，從而改變電表的示數(shù)，他設(shè)計出以電壓U為縱坐標(biāo)，以電流I為橫坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，作出U-I圖線如乙圖所示，由此可求得電動勢為E=_________，內(nèi)阻r的準(zhǔn)確測量值為_________．

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